本研究在综合文献和络合剂结构与性能关系理论基础上,设计、合成了一系列氟代及含醚氧基的联吡啶类小分子络合剂,对其结构进行了表征。用观测法测定了它们在超临界二氧化碳中不同温度和压力下的溶解度,并用半经验模型对实验结果进行了关联,关联结果较好。同时采用原位络合法对八种负载在滤纸上的重金属离子(Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺ )进行了超临界二氧化碳萃取的研究。首先,以Cu²⁺为研究对象,探讨了超临界萃取过程中各因素（萃取温度、压力、时间、络合剂的量）对萃取率的影响,获得了最佳的萃取条件。其次,在这个最佳条件下研究了单一金属离子的萃取。结果表明,氟代络合剂的最佳萃取条件分别为333K、25MPa、60min、[Cu²⁺]:[络合剂] = 1:50。在没有共萃取剂的条件下萃取效果不是十分的理想,原因可能是络合剂虽然和金属离子形成了络和物,但是它们的平衡常数很小或者是它们在超临界CO₂中的溶解度很低。而通过共萃取剂PFOAT的加入,萃取效率有了明显的提高,对Ni²⁺和Cu²⁺的萃取效率要高于其它金属离子。最后进行了混合金属离子的萃取,Ni²⁺和Cu²⁺的萃取效率仍然是最高的,说明了氟代络合剂对Ni²⁺和Cu²⁺的萃取具有一定的选择性。醚氧基修饰的联吡啶衍生物络合剂的最佳萃取条件分别为313K、25MPa、90min、[Cu²⁺]:[络合剂] =1:10,对金属离子的萃取情况与氟代络合剂相似,在没有加入共萃取剂PFOAT的体系中,萃取效率较低。加入共萃取剂后,萃取效率有所增加。